公務(wù)員期刊網(wǎng) 精選范文 抗震設(shè)計(jì)原則范文

抗震設(shè)計(jì)原則精選(九篇)

前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的抗震設(shè)計(jì)原則主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。

抗震設(shè)計(jì)原則

第1篇:抗震設(shè)計(jì)原則范文

關(guān)鍵詞:高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震

高層建筑的抗震設(shè)計(jì),其目標(biāo)是希望使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度、延性及耗能能力等方面達(dá)到最佳,從而實(shí)現(xiàn)“小震不壞,中震可修,大震不倒”的目的。但是,由于地震作用是一種隨機(jī)性很強(qiáng)的循環(huán)、往復(fù)荷載,建筑物的地震破壞機(jī)理又十分復(fù)雜,存在著許多模糊和不確定因素。在結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析方面,由于未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、非彈性性質(zhì)、材料時效、阻尼變化等多種因素,計(jì)算方法還不夠完善,單靠微觀的數(shù)學(xué)力學(xué)計(jì)算還很難使建筑結(jié)構(gòu)在遭遇地震時真正確保具有良好的抗震能力。因此,高層建筑在設(shè)計(jì)方面就應(yīng)該遵循一定的設(shè)計(jì)原則。

一、抗震設(shè)計(jì)原則

首先,結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能。①結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)遵守“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱(墻)”的原則。②對可能造成結(jié)構(gòu)的相對薄弱部位,應(yīng)采取措施提高抗震能力。③承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。

其次,要盡可能設(shè)置多道抗震防線。①一個抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個延性較好的分體系組成,并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框架―剪力墻結(jié)構(gòu)由延性框架和剪力墻兩個分體組成,雙肢或多肢剪力墻體系組成。②強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震,如只有一道防線,則在第一次破壞后再遭余震,將會因損傷積累導(dǎo)致倒塌。抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度,有意識地建立一系列分布的屈服區(qū),主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)剛度,以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量,提高結(jié)構(gòu)抗震性能,避免大震時倒塌。③適當(dāng)處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系,同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構(gòu)件屈服后,其他抗側(cè)力構(gòu)件仍處于彈性階段,使“有效屈服”保持較長階段,保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。④在抗震設(shè)計(jì)中某一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超強(qiáng),可能造成結(jié)構(gòu)的其他部位相對薄弱,因此在設(shè)計(jì)中不合理的加強(qiáng)以及在施工中以大帶小,改變抗側(cè)力構(gòu)件配筋的做法,都需要慎重考慮。

第三,對可能出現(xiàn)的薄弱部位,應(yīng)采取措施提高其抗震能力。①構(gòu)件在強(qiáng)烈地震下不存在強(qiáng)度安全儲備,構(gòu)件的實(shí)際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎(chǔ)。②要使樓層(部位)的實(shí)際承載能力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化,一旦樓層(部位)的比值有突變時,會由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中。③要防止在局部上加強(qiáng)而忽視了整個結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。④在抗震設(shè)計(jì)中有意識、有目的地控制薄弱層(部位),使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移,這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。

二、抗震性能指要

有抗震設(shè)防要求的高層建筑除應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度要求外,還要滿足延性的要求。鋼筋混凝土材料本身自重較大,所以對于高層建筑的底層柱,隨著建筑物高度的增加,其所承擔(dān)的軸力不斷增加,而抗震設(shè)計(jì)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件有明確的延性要求,在層高一定的情況下,提高延性就要將軸壓比控制在一定的范圍內(nèi)而不能過大,這樣則必然導(dǎo)致柱截面的增大,從而形成短柱,甚至成為剪跨比小于1.5的超短柱。眾所周知,短柱的延性很差,尤其是超短柱幾乎沒有延性,在建筑遭受本地區(qū)設(shè)防烈度或高于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時,很容易發(fā)生剪切破壞而造成結(jié)構(gòu)破壞甚至倒塌。

為此,就必須提高短柱的受壓承載力。提高短柱的受壓承載力可減小柱截面、提高剪跨比,從而改善整個結(jié)構(gòu)的抗震性能。減小柱截面和提高剪跨比,最直接的方法就是提高混凝土的強(qiáng)度等級,即采用高強(qiáng)混凝土來增加柱子的受壓承載力,降低其軸壓比;但由于高強(qiáng)混凝土材料本身的延性較差,采用時須慎重或與其他措施配合使用。此外,可以采用鋼骨和鋼管混凝土柱以提高短柱的受壓承載力。

當(dāng)然,建筑抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該是由來已久,甚至古代更有一些科學(xué)高效的方法,只是古時候建筑大部分高度有限,其抗震減災(zāi)的要求有所不同。然而既然科學(xué)在飛速進(jìn)步,那么人類也完全有可能發(fā)現(xiàn)更為科學(xué)合理的解決辦法。正如新西蘭地震工程學(xué)界那句話,“地震不會殺死人,殺死人的是糟糕的建筑”。作為建筑設(shè)計(jì)者,我們應(yīng)該銘記這一信條。此次蘆山地震,倒塌的建筑同樣包括了汶川地震后所建“抗震建筑”,其教訓(xùn)也足以警示人們。早在1989年,原建設(shè)部就正式《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ11-89。它明確提出,“當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度預(yù)計(jì)的罕遇地震影響時,不至于倒塌或者發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞?!爆F(xiàn)在看來,這些法規(guī)執(zhí)行得不到位,在有些地方甚至被嚴(yán)重忽視。早在2004年,新西蘭建筑與住房部通過《建筑法案2004》,授權(quán)各地政府對轄區(qū)內(nèi)建筑進(jìn)行評估,一旦被鑒定為無法抵御中等強(qiáng)度的地震,即不得使用,必須采取加固措施或直接拆除。舊建筑抗震加固的標(biāo)準(zhǔn)必須達(dá)到新建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)的一半以上。對拒不執(zhí)行的房主處以高額罰款。這一點(diǎn)是值得我們借鑒的。

其實(shí)在我國,由于建筑業(yè)發(fā)展的突飛猛進(jìn),也引出一系列關(guān)于建筑質(zhì)量的問題,例如廣為人知的類似“樓脆脆”之類的偽作已經(jīng)足以引起行業(yè)內(nèi)的重視了。一旦發(fā)生地震等災(zāi)禍,亡羊補(bǔ)牢為時已晚。而其它國家也時聞發(fā)生大樓倒塌事件,其中多數(shù)是由于建筑商不遵守相關(guān)施工的規(guī)章制度所導(dǎo)致。血的教訓(xùn)不時地警示我們,地震既然不可抗拒,建筑的抗震性能就不可忽視,建筑安全永遠(yuǎn)是我們必須要做好的功課。

參考文獻(xiàn):

第2篇:抗震設(shè)計(jì)原則范文

關(guān)鍵詞:橋梁工程 抗震破壞 抗震設(shè)計(jì)

0 引言

橋梁工程又是交通網(wǎng)絡(luò)中的重中之重,橋梁工程抗震研究的重要性不言而喻。本文主要探討了橋梁工程抗震設(shè)計(jì)相關(guān)問題,為今后橋梁設(shè)計(jì)起到借鑒作用。

1 橋梁結(jié)構(gòu)地震破壞的主要形式

根據(jù)橋梁過去的地震破壞情況,除了如液化、斷層等凼地基失效引起的破壞以外,混凝上橋梁最常見的破壞形式有以下四種[1]:

1.1 彎曲破壞。結(jié)構(gòu)在水平地震荷載作用下由于過大的變形導(dǎo)致混凝土保護(hù)層脫落、鋼筋壓屈和內(nèi)部混凝土壓碎、崩裂,結(jié)構(gòu)失去承載能力。整個過程可以用以下四個階段來描述:①當(dāng)彎矩達(dá)到開裂強(qiáng)度時,截面出現(xiàn)水平彎曲裂縫;②隨著裂縫的發(fā)展和荷載強(qiáng)度的提高,受拉側(cè)的縱筋達(dá)到屈服強(qiáng)度;③隨著變形量的增大,混凝土保護(hù)層脫落、塑性鉸范圍擴(kuò)大;④鋼筋壓屈(或拉斷)和內(nèi)部混凝土壓碎、崩裂。

1.2 剪切破壞(彎剪破壞)。在水平地震倚戟作用下,當(dāng)結(jié)構(gòu)受到的剪切力超過截而剪切強(qiáng)度時發(fā)生剪切破壞,整個破壞過程可以用以下四個階段來描述:①截血彎矩達(dá)到開裂強(qiáng)度時,截面出現(xiàn)水平彎曲裂縫;②隨著裂縫的發(fā)展和荷載強(qiáng)度的提高,柱內(nèi)出現(xiàn)斜方向的剪切裂縫;③局部剪切裂縫增大,箍筋屈服導(dǎo)致剪切裂縫進(jìn)一步增長;④發(fā)生脆性的剪切破壞。

1.3 落梁破壞。當(dāng)梁體的水平位移超過梁端支撐長度時發(fā)生落梁破壞。落梁破壞是由于梁與橋墩(臺)的相對位移過大,支座喪失約束能力后引起的一種破壞形式。發(fā)生在橋墩之間地震相對位移過大、梁的支撐長度不夠、支座破壞、梁間地震碰撞等情況。

1.4 支座損傷。上部結(jié)構(gòu)的地震慣性力通過支座傳到下部結(jié)構(gòu),當(dāng)傳遞荷載超過支座設(shè)計(jì)強(qiáng)度時支座發(fā)生損傷、破壞。支座損傷也是引起落梁破壞的主要原因。對于下部結(jié)構(gòu)而言,支座損傷可以避免上部結(jié)構(gòu)的地震荷載傳到橋墩,避免橋梁發(fā)生破壞。

2 橋梁抗震設(shè)計(jì)原則

合理的抗震設(shè)計(jì),要求設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度和延性等指標(biāo)上有最佳的組合,使結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防的目標(biāo)。要達(dá)到這個要求,就需要設(shè)計(jì)工程師深入了解對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)有重要影響的基本因素,并具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)造力,而不僅僅是按規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行[2]。以下為抗震設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能遵循的一些基本原則,這些原則基于歷次的橋梁震害教訓(xùn)和當(dāng)前公認(rèn)的理論認(rèn)識。

①場地選擇。除了根據(jù)地震危險(xiǎn)性分析盡可能選擇比較安全的廠址之外,還要考慮一個地區(qū)內(nèi)的場地選擇。選擇的原則是:避免地震時可能發(fā)生地基失效的松軟場地,選擇堅(jiān)硬場地。②體系的整體性和規(guī)則性。橋梁的整體性要好,上部結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能是連續(xù)的。較好的整體性可防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時被震散掉落,同時它也是結(jié)構(gòu)發(fā)揮空間作用的基本條件。無論是在平面還是在立面上,結(jié)構(gòu)的布置都要力求使幾何尺寸、質(zhì)量和剛度均勻、對稱、規(guī)整,避免突然變化。③提高結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的強(qiáng)度和延性。橋梁結(jié)構(gòu)的地震破壞源于地震動引起的結(jié)構(gòu)振動,因此抗震設(shè)計(jì)要力圖使從地基傳入結(jié)構(gòu)的振動能量為最小,并使結(jié)構(gòu)具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度、剛度和延性,以防止不能容忍的破壞。在不增加重量、不改變剛度的前提下,提高總體強(qiáng)度和延性是兩個有效的抗震途徑。剛度的選擇有助于控制結(jié)構(gòu)變形;強(qiáng)度與延性則是決定結(jié)構(gòu)抗震能力的兩個重要參數(shù)。由于地震動可造成結(jié)構(gòu)和構(gòu)件周期反復(fù)變形,使其剛度與強(qiáng)度逐漸退化,因此,只重視強(qiáng)度而忽視延性絕對不是良好的抗震設(shè)計(jì)。④能力設(shè)計(jì)原則。能力設(shè)計(jì)思想強(qiáng)調(diào)強(qiáng)度安全度差異,即在不同構(gòu)件(延性構(gòu)件和能力保護(hù)構(gòu)件-不適宜發(fā)生非彈性變形的構(gòu)件統(tǒng)稱為能力保護(hù)構(gòu)件)和不同破壞模式(延性破壞和脆性破壞模式)之間確立不同的強(qiáng)度安全度。通過強(qiáng)度安全度差異,確保結(jié)構(gòu)在大地震下以延性形式反應(yīng),不發(fā)生脆性的破壞模式。在我國以前的建筑抗震設(shè)計(jì)中,普遍采用“強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎,強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)思想。⑤多道抗震防線。應(yīng)盡量使橋梁成為具有多道抵抗地震側(cè)向力的體系,則在強(qiáng)地震動過程中,一道防線破壞后尚有第二道防線可以支撐結(jié)構(gòu),避免倒塌。因此,超靜定結(jié)構(gòu)優(yōu)于同種類型的靜定結(jié)構(gòu)。但相對于建筑結(jié)構(gòu),橋梁在這方面可利用的余地通常并不大。

3 橋梁抗震設(shè)計(jì)方法相關(guān)問題

3.1 橋梁抗震概念設(shè)計(jì) 抗震概念設(shè)計(jì)是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,正確地解決結(jié)構(gòu)總體方案、材料使用和細(xì)部構(gòu)造,以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。合理抗震設(shè)計(jì),要求設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu),在強(qiáng)度、剛度和延性等指標(biāo)上有最佳的組合,使結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防的目標(biāo)。

3.2 橋梁延性抗震設(shè)計(jì) 目前延性抗震驗(yàn)算所采用的破壞準(zhǔn)則主要有:強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則、變形破壞準(zhǔn)則、能量破壞準(zhǔn)則、基于低周疲勞特征的破壞準(zhǔn)則以及用最大變形和滯回耗能來表達(dá)的雙重指標(biāo)破壞準(zhǔn)則等。Housner在對懸臂式單質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的非線性地震反應(yīng)進(jìn)行分析后,將其破壞機(jī)理總結(jié)為:在形成完全的塑性反應(yīng)之前,出現(xiàn)某種程度的塑性應(yīng)變,由此而消耗的能量自然的構(gòu)成結(jié)構(gòu)等效粘滯阻尼的一部分;當(dāng)完全進(jìn)入塑性變形后,產(chǎn)生塑性漂移,并在單方向發(fā)展直到倒塌發(fā)生。他認(rèn)為塑性反應(yīng)階段,保證結(jié)構(gòu)不破壞的條件是讓其保有足夠的耗能能力。

3.3 地震響應(yīng)分析及設(shè)計(jì)方法的改變 隨著人們對地震動和結(jié)構(gòu)動力特性理解的加深,目前已經(jīng)發(fā)展了多種抗震設(shè)計(jì)理論和地震響應(yīng)的分析設(shè)計(jì)方法。

從組成結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論的四個方面內(nèi)容(輸入地震動、結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的動力模型,一實(shí)用的地震反應(yīng)分析方法,以及設(shè)計(jì)原則)來看,靜力理論對四個方面都做了極大的簡化,反應(yīng)譜理論也做了較大的簡化,而動力理論則有比較全面的考慮:動力理論的輸入地震動要求給出符合場地情況的、具有概率含義的加速度時間函數(shù),對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)要求給出三個分量及其空間相關(guān)性;結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的動力模型更為接近實(shí)際,包括了非線性特性;地震反應(yīng)分析方法考慮了結(jié)構(gòu)反應(yīng)的全過程,包括變形和能量損耗的積累;設(shè)計(jì)原則考慮到多種使用狀態(tài)和安全的概率保證。

第3篇:抗震設(shè)計(jì)原則范文

關(guān)鍵詞:抗震設(shè)計(jì);建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);住房安全

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要正確認(rèn)識抗震設(shè)計(jì)的意義和價值,并且加大了對建筑抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)的控制力度,從而優(yōu)化和完善建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,保障群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。為此,研究抗震設(shè)計(jì)在建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要性

抗震設(shè)計(jì)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占據(jù)著重要的位置。首先,能夠完善工程結(jié)構(gòu)的抗震性能。工程人員可采取切實(shí)可行的技術(shù)手段,增強(qiáng)建筑工程結(jié)構(gòu)承受地震作用的能力,從而維持工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。其次,有助于提高建筑工程結(jié)構(gòu)整體剛度。在工程設(shè)計(jì)中,建筑工程結(jié)構(gòu)的剛度存在十分明顯的不足,這也是其在地震作用下產(chǎn)生變形或塌陷的主要因素??拐鹪O(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員需根據(jù)工程實(shí)際采取多種措施增加結(jié)構(gòu)剛度,強(qiáng)化抗震能力。最后,建筑工程抗震設(shè)計(jì)也可減輕地震對建筑工程結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響,以削弱地震災(zāi)害對社會的不利影響。

2建筑工程結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)的基本原則

為優(yōu)化建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震性能,完善建筑抗震設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)人員應(yīng)準(zhǔn)確把握建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的主要原則。

2.1簡單化原則

在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)形式越簡單,計(jì)算簡圖越明確,地震作用傳遞途徑也越直接。與復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)體系相比,簡單的建筑工程結(jié)構(gòu)體系可增加力學(xué)計(jì)算的準(zhǔn)確性,從而有效平衡項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),最大限度地避免結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過于復(fù)雜度高所引發(fā)的設(shè)計(jì)不全面問題。同時,建筑形體的規(guī)則性還可減少地震災(zāi)害對建筑結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響,弱化地震作用過程中的力學(xué)傳遞效果,優(yōu)化建筑的抗震性能。

2.2抵抗性原則

為有效加強(qiáng)建筑工程結(jié)構(gòu)在地震作用下的穩(wěn)定性和安全性,應(yīng)在結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)中全方位考慮地震作用。為此,設(shè)計(jì)人員在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間,要建立相對科學(xué)和完善的抗震體系模型,確保發(fā)生地震災(zāi)害時,建筑結(jié)構(gòu)依然能夠保持相對穩(wěn)定性,抵御地震災(zāi)害的負(fù)面作用,也可充分展現(xiàn)模型的預(yù)防性作用和優(yōu)勢。上述工作也是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容。為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性,要求合理設(shè)置抗震能力,且抗震性能設(shè)置不宜過大,需保障其自身結(jié)構(gòu)體系力學(xué)的平衡性效果。

2.3合理性原則

科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)布局可以有效抵御地震作用時造成的沖擊力,提升建筑的抗震能力。因此,在工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員要從結(jié)構(gòu)的整體特點(diǎn)入手,將在地震作用下可能首先發(fā)生位移或形變的建筑部位找出來,并對導(dǎo)致這一部位出現(xiàn)形變的原因進(jìn)行分析,找出設(shè)計(jì)不合理之處,進(jìn)而對現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。然后再次重復(fù)同一的實(shí)驗(yàn),直至整個布局受力平衡且無明顯變形或形變位置為止。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,遵循合理性原則,可對建筑結(jié)構(gòu)形態(tài)、連接部位特征以及受力情況等進(jìn)行綜合分析與考量,合理調(diào)整結(jié)構(gòu)性能參數(shù),科學(xué)選擇材料設(shè)備,提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量,降低地震災(zāi)害對建筑的影響,減少坍塌問題的產(chǎn)生。

3抗震設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快,人們對生活質(zhì)量的要求越來越高,建筑作為生活及工作中的重要組成部分,人們對其要求也在逐漸提升。若想切實(shí)的保障建筑工程的施工質(zhì)量,則就需要切實(shí)的做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作,并在其中融入抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容,一方面避免建筑建立在危險(xiǎn)區(qū)域的可能,另一方面對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,對其性能及受力狀態(tài)進(jìn)行重新設(shè)計(jì),以提升建筑強(qiáng)度、承載性能,提高建筑整體的穩(wěn)定性和安全性。

3.1科學(xué)選址

建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,建筑選址尤為關(guān)鍵,雖然突發(fā)的地震災(zāi)害可能使建筑物轟然倒塌,但科學(xué)合理的地理位置也可顯著提高建筑物的抗震能力。在發(fā)生地震災(zāi)害時,建筑結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生明顯的移位現(xiàn)象。不同結(jié)構(gòu)和不同性質(zhì)的土體上,位移的程度也會存在較大的差異。如建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置于無法滿足工程建設(shè)要求的土體上,不僅不利于完善建筑結(jié)構(gòu)的性能,而且也會加大建筑物坍塌的風(fēng)險(xiǎn)。為此,在建設(shè)項(xiàng)目選址的過程中,要以可有效控制地震作用影響的地區(qū)為首選,并全方位考量附近地形和地貌概況,將工程建設(shè)在平坦開闊的區(qū)域,注重建筑物周邊土體的密實(shí)度和穩(wěn)定性,進(jìn)而承受不同的荷載組合。若無法避開不利地質(zhì)區(qū)域,設(shè)計(jì)人員可以發(fā)揮自身的專業(yè)優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢,采取切實(shí)可行的改進(jìn)措施,根據(jù)建筑的抗震能力,采取有效的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和加大上部結(jié)構(gòu)剛度的措施,最大限度地減少地震災(zāi)害對建筑結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響。

3.2設(shè)置多道抗震防線

在建筑物抗震設(shè)計(jì)的過程中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際設(shè)置多道抗震防線,采取該設(shè)計(jì)模式可控制地震對建筑物的不利影響。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,應(yīng)在抗震體系中應(yīng)用延性優(yōu)勢較為明顯的構(gòu)件,這也是建筑結(jié)構(gòu)抗震的第一道防線?;蛘咭部稍O(shè)置多種其他的建筑構(gòu)件,形成第二和第三道防線。發(fā)生地震災(zāi)害時,如第一道防線受損,則可充分利用其他防線的作用和功能承受地震災(zāi)害所帶來的沖擊,為人們的生命財(cái)產(chǎn)安全提供有力保障。多到抗震防線的設(shè)置也能夠消減地震作用力對建筑結(jié)構(gòu)的威脅,尤其是對高層建筑的威脅,保證建筑在地震災(zāi)害中的穩(wěn)定性,降低危險(xiǎn)系數(shù),減少對居民及周邊環(huán)境的連帶影響。

3.3合理布局,控制地震能量

采取減少地震作用的方法可有效減輕地震災(zāi)害對建筑結(jié)構(gòu)造成的負(fù)面影響。為嚴(yán)格控制地震災(zāi)害產(chǎn)生的能量,在建設(shè)土木工程結(jié)構(gòu)的過程中,還需認(rèn)真分析建筑物位移動作的影響因素,且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中注重因素的合理預(yù)測與定量分析,以期在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中減弱地震震動產(chǎn)生的能量。同樣重要的是,發(fā)生地震時,為嚴(yán)格控制建筑物可能出現(xiàn)的破損和變形問題,需認(rèn)真分析和設(shè)計(jì)建筑底部位置的塑性變形,這種方法在地質(zhì)硬度較高的土木工程建設(shè)中具有十分顯著的優(yōu)勢。在設(shè)計(jì)過程中,工作人員應(yīng)將結(jié)構(gòu)間的關(guān)系及力傳導(dǎo)方向等進(jìn)行思考和分析,合理利用結(jié)構(gòu)間的協(xié)作關(guān)系,實(shí)現(xiàn)對地震能量的消減和把控,降低地震能量波集中傳導(dǎo)對局部建筑結(jié)構(gòu)帶來的影響和威脅,保證建筑的質(zhì)量。在力傳導(dǎo)分析中,要做好應(yīng)力均衡劃分的思考,避免局部應(yīng)力過大帶來的威脅,保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

3.4加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

3.4.1防震縫設(shè)計(jì)

以預(yù)防地震為基本原則組織抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對于無法滿足設(shè)計(jì)要求的建筑,可以在特定位置設(shè)置防震縫,合理利用防震縫分解建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu),使建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)成為獨(dú)立于其他結(jié)構(gòu)的重要單元??p隙兩側(cè)也需預(yù)留結(jié)構(gòu)寬度,保證防震縫兩側(cè)建筑完全分離。如出現(xiàn)地震作用,則防震縫可有效減輕地震產(chǎn)生的波動,以規(guī)避建筑的某個部分影響建筑結(jié)構(gòu)的其他部分。

3.4.2抗震墻設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,如發(fā)生嚴(yán)重的地震災(zāi)害,則建筑物抗震墻所受的影響最為明顯。墻體受到地震作用后,會產(chǎn)生不同程度的裂縫問題,如問題較為嚴(yán)重也會引發(fā)建筑倒塌的情況。所以,抗震墻設(shè)計(jì)也成為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵內(nèi)容。墻體設(shè)計(jì)需要高度滿足建筑抗震性能的要求。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,可采取精細(xì)化設(shè)計(jì)方式。墻體橫向設(shè)計(jì)期間,始終堅(jiān)持均勻設(shè)計(jì)原則,確保發(fā)生地震災(zāi)害時,墻體不易產(chǎn)生橫向位移。在墻體縱向設(shè)計(jì)階段,為抵御嚴(yán)重的地震災(zāi)害,要規(guī)避墻體豎向裂縫,這里縱向設(shè)計(jì)與橫向設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合可有效減輕地震災(zāi)害對建筑結(jié)構(gòu)的不利影響。同時也可提高建筑結(jié)構(gòu)的承載力。通常情況下,建筑剛度與墻體的數(shù)量有著十分密切的聯(lián)系,如墻體的數(shù)量無法滿足工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求,則建筑結(jié)構(gòu)的剛度過小,進(jìn)而造成建筑位移過大,降低建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。所以,抗震墻設(shè)計(jì)和布置在抗震設(shè)計(jì)中占據(jù)著極為關(guān)鍵的位置。

3.4.3構(gòu)件設(shè)計(jì)

現(xiàn)代房屋建筑建設(shè)中,工程質(zhì)量與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性關(guān)系密切。輕質(zhì)高強(qiáng)的工程受地震作用的影響較小,也可減少地震災(zāi)害所引發(fā)的生命財(cái)產(chǎn)損失。為維持建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,要求人員采取有效措施減輕結(jié)構(gòu)的自重。在規(guī)范施工的前提下,減輕結(jié)構(gòu)重量,采用低質(zhì)高強(qiáng)的材料能更好的維護(hù)房屋整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,增強(qiáng)其抵御地震的能力。

結(jié)語

現(xiàn)階段,我國的地震災(zāi)害發(fā)生頻率顯著上升,為有效減輕地震災(zāi)害對人們?nèi)粘I畹呢?fù)面影響,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間,務(wù)必高度重視結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),分析和總結(jié)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的過往經(jīng)驗(yàn),將總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,且做好建筑的防震縫設(shè)計(jì)、抗震墻體設(shè)計(jì)以及構(gòu)件設(shè)計(jì),以此提升建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)水平,優(yōu)化房屋抗震性能,加快現(xiàn)代建筑行業(yè)的前進(jìn)腳步。

參考文獻(xiàn)

[1]王艷紅.抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].居舍.2019(13)

[2]楊德明.抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn).2019(06)

[3]肖凱峰.簡述抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].城市建筑.2020(05)

[4]楊國艷.分析房屋建筑結(jié)構(gòu)的耐久性與安全性施工質(zhì)量控制[J].建材與裝飾.2020(01)

第4篇:抗震設(shè)計(jì)原則范文

關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);抗震;概念設(shè)計(jì)

中圖分類號:F407.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

地震災(zāi)害具有突發(fā)性,至今可預(yù)報(bào)性很低,給人類社會造成的損失嚴(yán)重是各類自然災(zāi)害中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。隨著建筑結(jié)構(gòu)抗震相關(guān)理論的不斷發(fā)展,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思路也經(jīng)歷了一系列的變化。設(shè)計(jì)思路經(jīng)歷了從彈性到非線性,從基于經(jīng)驗(yàn)到基于非線性理論,從單純保證結(jié)構(gòu)承載能力的“抗”到允許結(jié)構(gòu)屈服,并賦予結(jié)構(gòu)一定的非彈性變形能力的“耗”的一系列轉(zhuǎn)變。由于地震作用的隨機(jī)性、復(fù)雜性、藕聯(lián)性,每次地震所產(chǎn)生的波形各異,因而其對建筑物的作用各不相同,所產(chǎn)生的破壞程度也千差萬別。因此,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時要綜合考慮多方面因素,而切實(shí)做好抗震概念設(shè)計(jì)又顯得尤為重要。

一、抗震概念設(shè)計(jì)的含義

建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)是指在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時,根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,從概念上,特別是從結(jié)構(gòu)總體上考慮抗震的工程決策,即正確地解決總體方案、材料使用和細(xì)部構(gòu)造,以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。

二、抗震概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

1、建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對抗震能力重要影響的認(rèn)識始自若干現(xiàn)代建筑在地震中的表現(xiàn)。最為典型的例子是1972年2月23日南美洲的馬那瓜地震。馬那瓜有相距不遠(yuǎn)的兩幢高層建筑,一幢為十五層高的中央銀行大廈,另一幢為18層高的美洲銀行大廈。當(dāng)?shù)氐卣鹆叶裙烙?jì)為8度。一幢破壞嚴(yán)重,震后拆除;另一幢輕微損壞,稍加修理便恢復(fù)使用。研究發(fā)現(xiàn)破壞較輕的建筑平、立、剖均較規(guī)則、對稱;結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度、材料強(qiáng)度和質(zhì)量的分布也較均勻、連續(xù),而另一棟建筑則恰恰相反,導(dǎo)致產(chǎn)生嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)、抗剪不足等而破壞嚴(yán)重。

2、合理選擇建筑的結(jié)構(gòu)體系??拐鸾Y(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題,結(jié)構(gòu)方案的選取是否合理,對安全性和經(jīng)濟(jì)性起決定性作用。

(1)結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。要求結(jié)構(gòu)體系受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與實(shí)際表現(xiàn)相符合。

(2)應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。抗震設(shè)計(jì)的一個重要原則是結(jié)構(gòu)應(yīng)有必要的贅余度和內(nèi)力重分配的功能。諸多震后實(shí)例均印證了它的重要性,設(shè)計(jì)時要引起足夠重視。

(3)結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備必要的承載能力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力。足夠的承載力和變形能力是需要同時滿足的。有較高的承載能力而缺少較大變形能力,如不加約束的砌體結(jié)構(gòu),很容易引起脆性破壞而倒塌。必要的承載能力和良好的變形能力的結(jié)合便是結(jié)構(gòu)在地震作用下具有的耗能能力。

3、提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性。結(jié)構(gòu)的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及其連接的延性水平。規(guī)范對各類結(jié)構(gòu)采取的抗震措施,基本上是提高各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性水平。這些抗震措施如:采用水平向(圈梁)和豎向(構(gòu)造柱、芯柱)混凝土構(gòu)件,加強(qiáng)對砌體結(jié)構(gòu)的約束,或采用配筋砌體;使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落,地震時不致喪失對重力荷載的承載能力;避免混凝土結(jié)構(gòu)的脆性破壞(包括混凝土壓碎、構(gòu)件剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結(jié)破壞)先于鋼筋的屈服;避免鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體和局部失穩(wěn),保證節(jié)點(diǎn)焊接部位(焊縫和母材)在地震時不致開裂等等。

4、抗震設(shè)計(jì)要注重非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑附屬機(jī)電設(shè)備,自身及其與結(jié)構(gòu)主體的連接,應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。結(jié)合相關(guān)震后資料,啟示如下:(1)附著于樓、屋面結(jié)構(gòu)上的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接或錨固,避免地震時倒塌傷人或砸壞重要設(shè)備;(2)圍護(hù)墻和隔墻應(yīng)考慮對結(jié)構(gòu)抗震的不利影響,避免不合理設(shè)置而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)的破壞;(3)幕墻、裝飾貼面與主體結(jié)構(gòu)應(yīng)有可靠連接,避免地震時脫落傷人;(4)安裝在建筑上的附屬機(jī)械、電氣設(shè)備系統(tǒng)的支座和連接應(yīng)符合地震時使用功能的要求,且不應(yīng)導(dǎo)致相關(guān)部件損壞。

三、結(jié)束語

“5.12”汶川大地震后,國家對《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》重新進(jìn)行了修定,不難看出新的規(guī)范對于抗震概念設(shè)計(jì)提出了更高的要求。一幢抗震性能優(yōu)良的建筑除了進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)計(jì)算之外,概念設(shè)計(jì)更為重要。作為結(jié)構(gòu)工程師來說,必須使這一理念貫穿于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個過程當(dāng)中,既要嚴(yán)格把握好設(shè)計(jì)的大原則,又要全面考慮諸多因素,最終才能保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性,為社會創(chuàng)造更多精品工程。

(作者單位:河北能源工程設(shè)計(jì)有限公司)

主要參考文獻(xiàn):

[1]GB50011-2001,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2008年版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.

第5篇:抗震設(shè)計(jì)原則范文

關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計(jì);構(gòu)造措施

地震有時會造成建筑房屋損毀和坍塌,還容易引起火災(zāi)、瘟疫等自然災(zāi)害的發(fā)生。同時,地震會造成社會公共秩序的混亂,導(dǎo)致社會生產(chǎn)活動的中止,嚴(yán)重危害人們的生活安全,給社會經(jīng)濟(jì)和人民的生活帶來無法彌補(bǔ)的損失。所以,加強(qiáng)建筑的抗震設(shè)計(jì)研究,可有效減少地震帶來的房屋損毀和一些經(jīng)濟(jì)損失,避免給人們帶來重大的傷害。

1 抗震設(shè)計(jì)中存在的主要問題

1.1 豎向不規(guī)則的建筑受損較為嚴(yán)重

強(qiáng)地震發(fā)生后一般不規(guī)則的垂直性房屋建筑毀壞較為嚴(yán)重。主要分為兩類:一類是大型的開放式框架結(jié)構(gòu),這個框架是為方便使用的居住者。地震發(fā)生后,因?yàn)榈讓拥膭偠群蛷?qiáng)度出現(xiàn)不足以支撐整個房子的重量,加之其他橫向力量,會出現(xiàn)倒塌、傾斜現(xiàn)象。還有一類的小塔樓的建筑結(jié)構(gòu),這類房屋的垂直結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度很容易引起突變,建造這種結(jié)構(gòu)將在地震中受損。

1.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)地震摧毀的房屋后整體情況來看,框架剪力墻結(jié)構(gòu)基本完好,沒有受到太大的損壞,但仍有極少數(shù)的框架結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞,甚至倒塌框架結(jié)構(gòu)一般上端和下端的在地震中一起遭到破壞,或在梁和柱一個節(jié)點(diǎn)上,一般像這樣的破壞現(xiàn)象是由于節(jié)點(diǎn)區(qū)沒有按規(guī)范的要求配置箍筋所造成的,主筋搭接不符合要求從而造成破壞。

1.3 框架結(jié)構(gòu)中剪力墻震壞嚴(yán)重

許多建筑物低層設(shè)置商場或者車庫,上部為住宅和辦公用房。這些大空間設(shè)置剪力墻不夠完善,使結(jié)構(gòu)豎向剛度分布不連續(xù),形成薄弱層。本來底層的層間剪力最大,而由于剪力墻尚有不完善之處,剛度較小產(chǎn)生較大的層間彈性變形,同時結(jié)構(gòu)的傾覆力矩作用幾乎全部由底層框架柱承擔(dān),地震發(fā)生后,通常出現(xiàn)較嚴(yán)重的損害。

2 建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)的內(nèi)容

2.1 抗震設(shè)計(jì)的概念

為了減少地震帶給我們的傷害,我們在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時,要加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。根據(jù)強(qiáng)地震之后被毀建筑的特點(diǎn),要加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)中的薄弱部分。抗震的概念設(shè)計(jì)要從幾個方面來考慮:房屋平面布置要規(guī)則,結(jié)構(gòu)力要對稱,房屋結(jié)構(gòu)的不規(guī)則、不對稱,凹凸的變化太大都不利于抗震;強(qiáng)度和剛度要保持勻稱,如果在建筑結(jié)構(gòu)中存在薄弱樓層,在地震力的作用下,薄弱樓層就會迅速變形,從而造成嚴(yán)重的破壞,甚至?xí)绊懙秸麄€建筑;還要保證結(jié)構(gòu)超靜定次數(shù)多,由于靜定結(jié)構(gòu)的杠桿受力和傳力路線單一,一根杠桿的破壞就會影響整個靜定結(jié)構(gòu),超靜定結(jié)構(gòu)在超過其承受能力時,會先使多余的杠桿發(fā)生塑性變形,來消耗部分的能量,超靜定結(jié)構(gòu)的次數(shù)越多,消耗的能量就越大,建筑的抗震效果就越明顯。

為了減少框架結(jié)構(gòu)的倒塌,提倡采用“強(qiáng)柱弱梁”的框架結(jié)構(gòu),這樣在產(chǎn)生地震時,可以利用梁的變形來消耗地震的作用力,使框架退到第二道防線的位置,在對耗能的構(gòu)件進(jìn)行挑選時,要利用水平的構(gòu)件來抵抗地震的大多數(shù)作用力,盡量確保建筑物在地震之后壞而不倒的要求。對構(gòu)件要進(jìn)行互相的連接,使每個構(gòu)件有足夠的強(qiáng)度來傳遞地震的能量,使每個構(gòu)件能充分的吸收地震的作用力,當(dāng)建筑物的形體有突變部位時,要采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施,充分利用填充墻來減緩地震時對主體結(jié)構(gòu)的破壞,建筑的整個框架、圍護(hù)墻以及建筑的耗能構(gòu)件都應(yīng)盡量挑選輕質(zhì)的建材來減輕地震的作用力,由于地震的作用力是持續(xù)性的,在短時間內(nèi)會對建筑進(jìn)行多次沖擊,所以盡量設(shè)置多層防線,來提高建筑的抗震性能。

2.2 抗震設(shè)計(jì)的計(jì)算

由于建筑結(jié)構(gòu)的不同,抗震計(jì)算就應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的原則來考慮:在正常的情況下,一般都在建筑結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向分別計(jì)算水平地震作用,而各方向的水平抗震作用應(yīng)該由該方向的抗測力構(gòu)件來承擔(dān);有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu),當(dāng)相交角度大于15°時,應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用,如果是分布不清晰不對稱的房屋結(jié)構(gòu),要分開計(jì)算構(gòu)件各個方向的地震作用。

2.3 抗震設(shè)計(jì)的原則

需要遵循每個東西的設(shè)計(jì)它的要求和原則,因此,抗震設(shè)計(jì)也遵循它的獨(dú)特要求和原則,抗震設(shè)計(jì)是一種整體到局部的設(shè)計(jì),所以在對建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的時候,應(yīng)該遵循的原則有:

2.3.1 場地選擇

除了根據(jù)地震危險(xiǎn)性分析盡量選擇比較安全的場址之外,還要考慮一個地區(qū)內(nèi)的場地選擇。選擇的原則是:避免地震時可能發(fā)生的地基失效的松軟場地,選擇硬度足夠強(qiáng)的場地。

2.3.2 體型均勻規(guī)整

無論是在平面上還是在立面上,結(jié)構(gòu)的布置都要力求使幾何尺寸、質(zhì)量、剛度、延性等均勻、對稱、規(guī)整,避免突然變化。

2.3.3 提高結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的強(qiáng)度和延性

結(jié)構(gòu)物的震動破壞來自從地震動引起的結(jié)構(gòu)振動,因此抗震設(shè)計(jì)要力圖從地基傳入結(jié)構(gòu)物的振動能量為最小,并使結(jié)構(gòu)物具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度、剛度和延性,以防止不可挽回的破壞。在不增加重量,不改變剛度的前提下,提高總體強(qiáng)度和延性,是兩個有效地抗震途徑,剛度的選擇有助于控制變形,強(qiáng)度與延性則是決定結(jié)構(gòu)抗震吸能的兩個重要系數(shù),由于地震動的多次循環(huán),還要注意循環(huán)作用下,結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度的退化。

2.3.4 等安全度設(shè)計(jì)

理想的設(shè)計(jì)是使結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件都具有近似相等的安全度,即不要存在薄弱環(huán)節(jié);更適當(dāng)?shù)囊罂赡苁堑绕茐脑O(shè)計(jì),幾個構(gòu)件達(dá)到破壞而引起的結(jié)構(gòu)物達(dá)到破壞的安全度近似。

2.3.5 多道抗震設(shè)防

使結(jié)構(gòu)物具有多道支撐和抗水平力的體系,則在持續(xù)時間較長的強(qiáng)地震動過程中,一道防線破壞后上有第二道防線可以支撐結(jié)構(gòu),避免倒塌。

2.3.6 防止脆性和失穩(wěn)破壞,增加延性

脆性與失穩(wěn)破壞常常導(dǎo)致倒塌,故應(yīng)防止,這些破壞常見于設(shè)計(jì)不良的細(xì)部結(jié)構(gòu)。一般房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的是“小震不壞,中震可修,大震不倒”。在抗震設(shè)計(jì)中要注意一些特殊問題,特別強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)細(xì)部的抗震設(shè)計(jì)。

工程設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),是以最少的代價建造具有合理安全度的,滿足使用要求的工程結(jié)構(gòu),這是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想,設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)不能追求絕對的安全性。在以危險(xiǎn)概率為基礎(chǔ)的設(shè)防準(zhǔn)則中,合理的安全度是在經(jīng)濟(jì)和安全之間的合理的平衡,這是一切設(shè)計(jì)的總原則,也是抗震設(shè)計(jì)的總原則。

3 建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)

《抗震規(guī)范》中明確指出,采用計(jì)算機(jī)計(jì)算出來的所有結(jié)果,都必須在經(jīng)過對其合理性、有效性認(rèn)真分析判斷后才能適用于工程設(shè)計(jì)。一般,電算的結(jié)果主要包括結(jié)構(gòu)的自振周期,樓層彈性層間位移、樓層地震剪力系數(shù)、樓層的彈塑性層間位移,樓層的側(cè)向剛度比,振型參與質(zhì)量系數(shù),墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋,底層墻和柱底部截面的內(nèi)力設(shè)計(jì)值。對電算結(jié)果的合理性有一個正確的判斷,這就要求計(jì)算時必須選用正確的計(jì)算簡圖與合理的結(jié)構(gòu)方案,還得分別將抗震設(shè)防烈度以及場地類別正確的輸入,除此之外,還必須將電算程序中的其他參數(shù)準(zhǔn)確合理的輸入。

3.1 結(jié)構(gòu)的抗震等級的確定

在建筑工程設(shè)計(jì)中,按照抗震設(shè)防來分類,一般的民用住宅建筑、公寓、辦公樓等,很多房屋建筑是屬于丙類建筑。當(dāng)確定這些建筑的抗震等級時,通常是根據(jù)本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型以及建筑高度以及《抗震規(guī)范》來確的。但是對于交通、電訊、消防、能源以及醫(yī)療類建筑,大型商場與體育場館等公共建筑,首先,就應(yīng)該確定其中哪些建筑物是乙類建筑。我們通常按照抗震設(shè)防烈度來計(jì)算乙、丙類建筑的地震作用。通常情況乙類建筑,當(dāng)抗震設(shè)防烈度在6~8度時,應(yīng)該采取抗震措施。一般是在本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度的基礎(chǔ)上再增加一度,再查表來確定其抗震等級。若該乙類建筑處于7度地區(qū),而其高度又超過規(guī)定的范圍,此時,就應(yīng)該采取更為有效的其他抗震措施。

3.2 地震力的振型組合數(shù)

多層建筑結(jié)構(gòu),若不需要進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算,其地震力的振型組合數(shù)不應(yīng)小于3;若振型組合數(shù)大于3,則應(yīng)該取3的倍數(shù),但與小于建筑物的層數(shù);若房屋層數(shù)少于3層,振型組合數(shù)就取層數(shù)。不規(guī)則的高層建筑,當(dāng)需要考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時,其振型數(shù)不應(yīng)小于9。建筑結(jié)構(gòu)層數(shù)比較多或者其剛度變化較大時,其振型組合數(shù)應(yīng)越大,比如有轉(zhuǎn)換、小塔樓等建筑,其振型組合數(shù)不應(yīng)小于12,但是也不得多于3倍層數(shù)。我們一般可以采取振型參與質(zhì)量為總質(zhì)量的90%時所需要的振型數(shù)作為合適的振型數(shù)。在應(yīng)用SATWE等程序進(jìn)行電算時,便可以將這種參與質(zhì)量的比值輸入進(jìn)去。但是,有些設(shè)計(jì)人員重視程度不夠,往往比較隨意的選取振型數(shù),這是不行的。另外,只有在建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)比較明顯時,才采用耦聯(lián)計(jì)算,若必要時還是需要補(bǔ)充非耦聯(lián)計(jì)算。

3.3 結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)的確定

框架結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)中,因?yàn)榇嬖谔畛鋲Γ鋵?shí)際剛度往往比計(jì)算剛度大。計(jì)算周期比實(shí)際周期大,因而,計(jì)算出來的地震剪力偏小,顯得結(jié)構(gòu)的安全性較差,所以應(yīng)該對結(jié)構(gòu)的計(jì)算周期進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼蹨p,但是折減系數(shù)不得過大。若框架結(jié)構(gòu)采用砌體填充墻,則其計(jì)算周期折減系數(shù)為0.6~0.7;若采用輕質(zhì)砌體或者砌體填充墻較少則可取0.7~0.8;當(dāng)全部用輕質(zhì)墻體板材時,折減系數(shù)為0.9。而只有無填充墻的純框架,才可以不進(jìn)行計(jì)算周期折減。

4 建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)新的思路

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法的發(fā)展,如下圖所示,從最初的0.1倍的結(jié)構(gòu)自重作為水平力施加在結(jié)構(gòu)步入由基于承載力的剛性設(shè)計(jì)發(fā)展到基于位移和變形控制的柔性設(shè)計(jì)。

4.1 剛性結(jié)構(gòu)提高建筑物的抗震性能

通常高層公寓柔性結(jié)構(gòu)為主流,靠整個建筑來減弱地震引起的搖動,但在強(qiáng)風(fēng)刮過來時,樓的結(jié)構(gòu)也會發(fā)生一定的搖動。采取了剛性結(jié)構(gòu)后,搖動大大降低。如高級別的地震發(fā)生時,柔性結(jié)構(gòu)的建筑一般要搖動1m左右,而剛性結(jié)構(gòu)建筑只搖動30cm。

4.2 橡膠提高建筑物的抗震性能

如在日本東京一座免震結(jié)構(gòu)公寓高達(dá)93m,建筑物的使用了新研制的高強(qiáng)度16積層橡膠,建筑物的中央部分使用了天然橡膠系統(tǒng)的積層橡膠。這樣,在裂度為6的地震發(fā)生時,就可將建筑物的受力減少至二分之一。一種超高層樓房用抗震裝置,使用的是類似橡膠的黏彈性體,該裝置可將強(qiáng)風(fēng)造成的搖動減輕40%,同時也可提高抗震能力。

4.3 “局部浮力”的抗震系統(tǒng)

目前,日本開發(fā)了一種名為“局部浮力”的抗震系統(tǒng),即在傳統(tǒng)抗震構(gòu)造基礎(chǔ)上借助于水的浮力支撐整個建筑物。據(jù)日本媒體報(bào)道,普通抗震結(jié)構(gòu)把建筑物的上層結(jié)構(gòu)與地基分離開,以中間加入橡膠夾層和阻尼器的方式支撐建筑物。相比之下,“局部浮力”系統(tǒng)在上層結(jié)構(gòu)與地基之間設(shè)置貯水槽,建筑物受到水的浮力支撐。水的浮力承擔(dān)建筑物大約一半重量,既減輕了地基的承重負(fù)荷,又可以把隔震橡膠小型化,降低支撐構(gòu)造部分的剛性,從而提高與地基間的絕緣性。地震發(fā)生時,由于浮力作用延長了固有振蕩周期,即晃動一次所需時間,建筑物晃動的加速度得以降低。6~8層建筑物的固有周期最大可以達(dá)到5s以上。因此,在城市海灣沿岸等地層柔軟地帶也可以獲得較好抗震效果。此外,貯水槽內(nèi)貯存的水在發(fā)生火災(zāi)時可用于滅火,地震發(fā)生后可作為臨時生活用水。這一系統(tǒng)成本并不算高。以8層樓醫(yī)院為例,成本比普通抗震系統(tǒng)高出大約2%。

4.4 “滑動體”基礎(chǔ)提高建筑物抗震性能

古舊建筑獨(dú)戶建筑與高層樓房相比整體重量輕,積層橡膠不起作用。有效的抗震方法是在建筑物與基礎(chǔ)之間加上球型軸承或是滑動體,形成一個滾動式支撐結(jié)構(gòu),這樣可減輕地震造成的搖動。古舊建筑的抗震問題也得到了有關(guān)方面的重視。

5 結(jié) 語

綜上所述,建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是一個完整、系統(tǒng)的過程,從場地的選擇到建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),抗震設(shè)計(jì)貫穿,整個過程。而且建筑物的抗震設(shè)計(jì)是衡量建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符合要求的重要指標(biāo)。因此如何準(zhǔn)確、合理的運(yùn)用不同的抗震設(shè)計(jì)方法,是非常重要的,對于不同的建筑,不同的情況應(yīng)區(qū)別對待,從而尋求最合理設(shè)計(jì)方法。我國目前的抗震設(shè)計(jì)方法尚有一些不足之處,需要我們在實(shí)踐中加以完善。

總之,要確保建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)能高效完成,應(yīng)在遵循相關(guān)建筑抗震規(guī)范要求的原則上,進(jìn)行科學(xué)地合理地設(shè)計(jì),確保建筑物具有穩(wěn)定的可靠的抗震性能,達(dá)到建筑物小震不壞、中震可修、大震不倒的標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

[l]陳教洪.談概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.建材與裝飾(中旬刊),2022(2)12.

[2]韋潤忠.簡述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)田[J].科技資訊,2012(3)105.

[3]王亞勇,戴國瑩,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范疑問解答[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006.

[4]寇秀梅.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)問題[J].中國西部科技,2008,6(7).

第6篇:抗震設(shè)計(jì)原則范文

【關(guān)鍵詞】帶轉(zhuǎn)換層;高層建筑;抗震設(shè)計(jì)

前言

為保證設(shè)計(jì)的安全性,規(guī)定部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置在3層以上時,其框支柱、剪力墻底部加強(qiáng)部位的抗震等級宜按高規(guī)規(guī)定提高一級采用,已經(jīng)為特一級時不再提高,提高其抗震構(gòu)造措施,而對于底部帶轉(zhuǎn)換層的框架-核心筒結(jié)構(gòu)和為密柱框架的筒中筒結(jié)構(gòu)的抗震等級不必提高底部帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑在我國已大量建造,但至今未經(jīng)受到大地震的考驗(yàn)。其轉(zhuǎn)換層上部樓層的部分豎向構(gòu)件不能連續(xù)貫通至下部樓層,因此,轉(zhuǎn)換層是薄弱樓層,其地震剪力需乘以1.15的增大系數(shù)。設(shè)計(jì)中不要誤認(rèn)為只要樓層側(cè)向剛度滿足要求,該樓層就不是薄弱層。

一、帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則

帶轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的如下原則:首先,傳力直接,避免多次轉(zhuǎn)換。布置轉(zhuǎn)換層上下主體豎向結(jié)構(gòu)時,要盡量使水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)傳力直接,通過結(jié)構(gòu)的合理布置,使不落地的剪力墻通過轉(zhuǎn)換托梁直接傳給豎向承重構(gòu)件,盡可能的避免轉(zhuǎn)換次梁及水平多級轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)傳力路勁的最短化。其次,強(qiáng)化下部、弱化上部。要保證底部大空間有適宜的剛度、強(qiáng)度、延性和抗震能力,要有意識的強(qiáng)化轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)剛度,弱化轉(zhuǎn)換層上部主體結(jié)構(gòu)的剛度,使得轉(zhuǎn)換層上下部主體結(jié)構(gòu)的剛度及變形特征盡量接近,以避免出現(xiàn)薄弱層。再次,計(jì)算全面準(zhǔn)確。必須將轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)作為整體結(jié)構(gòu)中一個重要組成部分,采用符合實(shí)際受力變形狀態(tài)的正確計(jì)算模型進(jìn)行三維空間整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。采用有限元方法對轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部補(bǔ)充計(jì)算時,轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)以上至少取2層結(jié)構(gòu)進(jìn)入局部計(jì)算模型,同時應(yīng)計(jì)及轉(zhuǎn)換層及所有樓蓋平面內(nèi)剛度,計(jì)及實(shí)際結(jié)構(gòu)三維空間盒子效應(yīng),采用比較符合實(shí)際邊界條件的正確計(jì)算模型。

二、建筑結(jié)構(gòu)平面布置

關(guān)于建筑物的結(jié)構(gòu)平面布置,僅在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》表4.3.3中對建筑物在考慮地震作用時的平面長寬比以及局部凹凸進(jìn)行明確規(guī)定;并且在4.3.5條中對建筑的位移比和周期比進(jìn)行嚴(yán)格的限制。非抗震設(shè)計(jì)時,由于對周期比沒有嚴(yán)格的限制,故在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層以上的小開間住宅部分的豎向構(gòu)件時,可以只按照豎向構(gòu)件的承載力進(jìn)行設(shè)計(jì);作抗震設(shè)計(jì)時,為了使周期比滿足規(guī)范要求的限值,必須對建筑物周圍的豎向構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)處理,這就人為地增大了轉(zhuǎn)換層上部的建筑物結(jié)構(gòu)剛度,也增加了豎向構(gòu)件的數(shù)量或者截面,同時也會引起轉(zhuǎn)換層下部剛度相應(yīng)增大。

三、建筑結(jié)構(gòu)豎向布置

考慮地震作用下,僅在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中4.4.2和4.4.3條對建筑物的側(cè)向剛度進(jìn)行限制,保證建筑物的側(cè)向剛度的連續(xù)。4.4.5條對建筑物的豎向收進(jìn)和外挑進(jìn)行限制。

(1)底部大空間為1層時,可近似采用轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)等效剪切剛度比γ表示轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)剛度的變化,γ宜接近1,非抗震設(shè)計(jì)時γ不應(yīng)大于3,抗震設(shè)計(jì)時γ不應(yīng)大于2。

(2)底部大空間層數(shù)大于1層時,其轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比γe宜接近1,非抗震設(shè)計(jì)時γe不應(yīng)大于2,抗震設(shè)計(jì)時γe不應(yīng)大于1.3。由于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上部建筑多為住宅,根據(jù)建筑住宅使用功能的要求,房間分隔較小且對結(jié)構(gòu)梁高進(jìn)行限制,故造成上部住宅部分的豎向構(gòu)件柱子或短肢剪力墻數(shù)量較多,梁較密。并且轉(zhuǎn)換層上部住宅部分層高一般比下部大開間的商場部分小得多。這些都是造成轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下部結(jié)構(gòu)剛度的客觀原因。

四、結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)的區(qū)別

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.7.1條中規(guī)定:無地震作用時,構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值大于等于結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值與結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的乘值(結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的取值在1.~1.1之間);有地震作用組合時,構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值大于等于結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值與結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)的乘值(結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)的取值在1.0~1.33之間)。

以上分析均針對非抗震設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)上的區(qū)別,屬于確定建筑方案前需要考慮的結(jié)構(gòu)體系對建筑物的總體影響,是非抗震設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)在性能設(shè)計(jì)上的根本區(qū)別,需要在建筑方案確定前進(jìn)行經(jīng)濟(jì)綜合性比較分析。整體結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)非抗震結(jié)構(gòu)性能經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)的根本方向。

五、具體建筑構(gòu)件單項(xiàng)比較分析

1、框支梁

梁上、下部縱向鋼筋的最小配筋率,非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于0.30%;抗震設(shè)計(jì)時,特一、一和二級不應(yīng)小于0.60%、0.50%和0.40%;加密區(qū)箍筋最小面積含箍率在非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于0.9ft/fyv;抗震設(shè)計(jì)時,特一、一和二級不應(yīng)小于1.3ft/fyv、1.2ft/fyv和1.1ft/fyv。梁截面高度在抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于計(jì)算跨度的1/6,非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于計(jì)算跨度的1/8;框支梁截面組合的最大剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下列要求:

無地震作用組合時:V≤0.2βcfcbh0;

有地震作用組合時:V≤0.15βcfcbh0/γRE。

2、框支柱

框支柱截面組合的最大剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下列要求:無地震作用組合時,V≤0.2βcfcbh0;有地震作用組合時,V≤0.15βcfcbh0/γRE。柱截面寬度,非抗震設(shè)計(jì)時不宜小于400mm,抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于450mm;柱截面高度,非抗震設(shè)計(jì)時不宜小于框支梁跨度的1/15,抗震設(shè)計(jì)時不宜小于框支梁跨度的1/12;非抗震設(shè)計(jì)時,框支柱宜采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍,箍筋體積配箍率不宜小于0.8%,箍筋直徑不宜小于10mm,箍筋間距不宜大于150mm。

3、剪力墻

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu),剪力墻底部應(yīng)加強(qiáng)部位墻體的水平和豎向分布鋼筋最小配筋率,抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于0.3%,非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于0.25%;錯層處平面外受力的剪力墻,其截面厚度,非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于200mm,抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于250mm,并均應(yīng)設(shè)置與之垂直的墻肢或扶壁柱;抗震等級應(yīng)提高一級采用。錯層處剪力墻的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30,水平和豎向分布鋼筋的配筋率,非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于0.3%,抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于0.5%。

4、一般框架梁、柱、抗震墻

根據(jù)對國內(nèi)外規(guī)范最小配筋率取值情況的研究成果,可知各國設(shè)計(jì)規(guī)范梁類構(gòu)件受拉鋼筋最小配筋率取值存在兩種體系。一種是對抗震及非抗震情況取用相同的最小配筋率,如美國、新西蘭規(guī)范。另一種是對抗震及非抗震情況分別取用大小不同的最小配筋率,如歐共體混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范EC2和抗震設(shè)計(jì)規(guī)范EC8。后者非抗震最小配筋率的取值水準(zhǔn)比第一種取值體系明顯偏低。

結(jié)語

轉(zhuǎn)換層在高層建筑的應(yīng)用必不可少,每座建筑的結(jié)構(gòu)都有其自身的特點(diǎn),應(yīng)根據(jù)需要,選擇合適的轉(zhuǎn)換層類型。在施工中,還用注意每一環(huán)節(jié)的施工,在了解各構(gòu)件特性的基礎(chǔ)上,合理的發(fā)揮其長處、解決其短處,保證轉(zhuǎn)換層的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn):

第7篇:抗震設(shè)計(jì)原則范文

關(guān)鍵詞: 建筑 抗震, 設(shè)計(jì),

Abstract: This paper introduces the concept of buildings aseismic design of meaning, and analyzes the concrete structure design top more attention should be paid to the cause of the concept design, and expounds the construction of the basic content of conceptual earthquake-resistant design, and points out that the concept design problems should be paid attention to perfect the high-rise building structural design, improve the design personnel design level.

Keywords: building aseismic, design

中圖分類號:TU973+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

地震作用影響因素非常的復(fù)雜,它是一種隨機(jī)的、尚不能準(zhǔn)確預(yù)見和準(zhǔn)確計(jì)算的外部作用,目前規(guī)范給出的計(jì)算方法還是一種半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法,要進(jìn)行精確的抗震計(jì)算還有一定的困難,因此人們在工程實(shí)踐中提出了“建筑抗震概念設(shè)計(jì)”。

1 抗震概念設(shè)計(jì)

“建筑抗震概念設(shè)計(jì)”是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)思想,依此進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。掌握了抗震概念設(shè)計(jì),有助于明確抗震設(shè)計(jì)思想,靈活、恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用抗震設(shè)計(jì)原則,使設(shè)計(jì)人員不至于陷入盲目的計(jì)算工作,從而做到比較合理地進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

2 高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更應(yīng)該重視概念設(shè)計(jì)

高層建筑設(shè)計(jì)尤其是在高層建筑抗震設(shè)計(jì)中,應(yīng)當(dāng)非常重視概念設(shè)計(jì)。這是因?yàn)楦邔咏ㄖY(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、發(fā)生地震時震動的不確定性、人們對地震時結(jié)構(gòu)響應(yīng)認(rèn)識的局限性與模糊性、高層結(jié)構(gòu)計(jì)算尤其是抗震分析計(jì)算的精確性、材料性能與施工安裝時的變異性以及其他不可預(yù)測的因素。在設(shè)計(jì)中,雖然分析計(jì)算是必須的,也是設(shè)計(jì)的重要依據(jù),但僅靠此往往不能滿足結(jié)構(gòu)安全性、可靠性的要求,不能達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo),因此必須非常重視概念設(shè)計(jì)。

3 建筑抗震概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

3. 1 應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求,不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。合理的建筑布置在抗震設(shè)計(jì)中是頭等重要的,提倡平、立面簡單對稱。 “建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性”包含了對建筑的平立面外形尺寸,抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布,承載力分布等諸多因素的綜合要求。

3. 2 抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持的原則

1) 剛?cè)嵯酀?jì)原則。在抗震設(shè)計(jì)中,不能一味地提高結(jié)構(gòu)的抗力,一般是根據(jù)初定的尺寸和混凝土等級算出結(jié)構(gòu)的剛度,再由結(jié)構(gòu)剛度算出地震力,然后計(jì)算配筋。如果結(jié)構(gòu)剛度太大,地震作用效應(yīng)就很大,這樣為抵御地震而需配更多的鋼筋,因此,增加了結(jié)構(gòu)的剛度,反而使地震作用效應(yīng)增強(qiáng)。在較大的地震力瞬間襲來時,極易造成局部受損,最后導(dǎo)致各個擊破;而太柔的結(jié)構(gòu)雖然有很好的延性,可以消減外力,但容易造成變形過大而無法使用,甚至整體傾覆。在抗震設(shè)計(jì)中,為了實(shí)現(xiàn)剛?cè)嵯酀?jì)的原則,既滿足變形要求,又能減小地震力,最主要的方法是進(jìn)行隔震消能設(shè)計(jì)。在抗震設(shè)計(jì)中“, 剛?cè)嵯酀?jì)”可以通過合理控制設(shè)計(jì)總信息來實(shí)現(xiàn)。比如周期、位移、地震力應(yīng)滿足GB 5001122001 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范限值要求或者不超規(guī)范太多。

2) 多道設(shè)防原則。強(qiáng)烈地震后往往伴隨多次余震,如果只有一道設(shè)防,在首次破壞后再遭余震,結(jié)構(gòu)將會因損傷積累而導(dǎo)致倒塌。因此,一個抗震結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)由若干個延生較好的分體系組成,并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作,如框架―剪力體系是由延性框架和抗震墻兩個分體系組成。

3. 3 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件應(yīng)設(shè)計(jì)成延性結(jié)構(gòu)或構(gòu)件延性是指構(gòu)件或結(jié)構(gòu)具有承載能力基本不降低的塑性變形能力的一種性能。

在“小震不壞,中震可修,大震不倒”的抗震設(shè)計(jì)原則下,結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成延性結(jié)構(gòu)。當(dāng)設(shè)計(jì)成延性結(jié)構(gòu)時,由于塑性變形可以耗散地震能量,結(jié)構(gòu)變形加大,但結(jié)構(gòu)承受的地震作用不會直線上升,延性結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)遵守“強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎,強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件,強(qiáng)底層柱”原則,承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。

3. 4 應(yīng)有意識地加強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)

1) 結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震下不存在強(qiáng)度安全儲備,構(gòu)件的實(shí)際承載力分析(而不是承載力設(shè)計(jì)值的分析) 是判斷薄弱層的基礎(chǔ)。

2) 要使樓層(部位) 的實(shí)際承載力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性受力之比在總體上保持一個相對均勻的變化,一旦樓層(部位) 的這個比例有突變時,會由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中。

3) 要防止在局部上加強(qiáng)而忽視整個結(jié)構(gòu)各位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。

4) 在抗震設(shè)計(jì)中有意識、有目的地控制薄弱層(部位) ,使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移,這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的主要手段。

3. 5 應(yīng)采用合理的建筑結(jié)構(gòu)體系

建筑布局除考慮功能要求外,結(jié)構(gòu)單元抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置宜規(guī)則、對稱,受力明確,傳力合理,傳力途徑不間斷,并應(yīng)具有良好的整體性。

1) 抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)布置合理。如在框架―剪力墻結(jié)構(gòu)中,剪力墻宜均增布置在建筑物的周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化及恒載較大的部位,剪力墻間距不宜過大;平面形狀凹凸較大時,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻;縱、橫剪力墻宜組成L型、T 型和[型等形式;剪力墻宜貫通建筑物的全高,避免剛度突變;剪力墻開洞口宜上下對齊;抗震設(shè)計(jì)時,剪力墻的布置宜使結(jié)構(gòu)各主軸方向的側(cè)向剛度接近。

2) 結(jié)構(gòu)的整體性要好。高層建筑結(jié)構(gòu)中,樓蓋對于結(jié)構(gòu)的整體性起到非常重要的作用。樓蓋相當(dāng)于水平隔板,它不僅聚集和傳遞慣性力到各個豎向抗側(cè)力的子結(jié)構(gòu),而且要使這些子結(jié)構(gòu)能協(xié)同承受地震作用,特別是當(dāng)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)布置不均勻或布置復(fù)雜或各抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)水平變形特征不同時,整個結(jié)構(gòu)就要依靠樓蓋使各抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)能協(xié)同工作。樓蓋體系最重要的作用是提供足夠的平面內(nèi)剛度和抗力,并與豎向各子結(jié)構(gòu)有效連接。所以房屋的頂層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、平面復(fù)雜或開洞過大的樓層、作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部分的地下室樓層應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。一般樓層現(xiàn)澆樓板厚度不應(yīng)小于80 mm , 頂層樓板厚度不宜小于120 mm ,普通地下室頂板厚不宜小于160 mm;作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu),樓板厚度不宜小于180 mm。

4 做好概念設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

1) 結(jié)構(gòu)方案要根據(jù)建筑使用功能、房屋高度、地理環(huán)境、施工技術(shù)條件和材料供應(yīng)情況、有無抗震設(shè)防來選擇合理的結(jié)構(gòu)類型。

2) 不同結(jié)構(gòu)體系在豎向荷載、風(fēng)荷載及地震力作用下的受力特點(diǎn)。

3) 風(fēng)荷載、地震作用及豎向荷載的傳遞途徑。

4) 結(jié)構(gòu)破壞的機(jī)制和過程,以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)。

5) 建筑結(jié)構(gòu)的整體性、承載力和剛度在平面內(nèi)及沿高度均勻分布,避免突變和應(yīng)力集中。

6) 預(yù)估和控制各類結(jié)構(gòu)及構(gòu)件塑性鉸區(qū)可能出現(xiàn)的部位和范圍。

7) 地基變形對上部結(jié)構(gòu)及其受溫度變化的影響。

第8篇:抗震設(shè)計(jì)原則范文

[關(guān)鍵詞]高層建筑 抗震因素 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 建筑材料

中圖分類號:TU973.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)26-0130-01

一、高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

高層建筑抗震設(shè)計(jì)的基本原則是小震不壞,中震可修,大震不倒。結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性等性能,對于結(jié)構(gòu)相對薄弱的部位,應(yīng)采取提高抗震能力的措施。

盡可能設(shè)置多道抗震防線,伴隨著強(qiáng)烈地震之后,會發(fā)生多次余震,如果僅僅設(shè)置一條防線,可能在第一次被破壞之后,再遭遇余震,這樣則會導(dǎo)致房屋傷痕累累,甚至有倒塌的危險(xiǎn)。設(shè)置多條抗震防線,可以防止余震對房屋帶來的多次傷害,使結(jié)構(gòu)能耗散大量的地震能量,提高結(jié)構(gòu)抗震性能,避免在大地震的時候,發(fā)生房屋倒塌。

針對可能出現(xiàn)的薄弱部位,應(yīng)采取措施提高其抗震能力,但應(yīng)注意的是,不要加強(qiáng)了局部的抗震能力,而忽略了整個結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào),在抗震設(shè)計(jì)中有意識、有目的地控制薄弱部位,使之有足夠的變形能力又不使薄弱部位發(fā)生轉(zhuǎn)移,有效的提高結(jié)構(gòu)總體的抗震性能。

抗震設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免平面形狀或剛度不對稱的設(shè)計(jì),防止平面形狀或剛度不對稱使建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的扭轉(zhuǎn),加重災(zāi)害的破壞程度。設(shè)計(jì)時也應(yīng)注意盡量少用凸起屋面的塔樓設(shè)計(jì),塔樓設(shè)計(jì)的建筑物在發(fā)生地震時容易發(fā)生鞭梢效應(yīng),使其房屋遭受嚴(yán)重破壞。

二、高層建筑在抗震設(shè)計(jì)中常見的問題

2.1部分建筑物高度過高

依照高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的相關(guān)規(guī)定,參考建筑本身的結(jié)構(gòu)類型以及設(shè)防烈度,混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑需要有一個合理的高度,只有在這種高度下,抗震設(shè)計(jì)才會安全穩(wěn)定。這個高度應(yīng)與我國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、施工技術(shù)和整個土建規(guī)范體系相協(xié)調(diào)。就我國目前高層建筑來看,建筑超高問題嚴(yán)重,存在著潛在危險(xiǎn),當(dāng)遇到地震時,會發(fā)生嚴(yán)重的破壞變形,因而會降低建筑物的抗震性能。隨著建筑物高度的超出延性要求、材料性能等指標(biāo)也相對超出范圍,會誘發(fā)出其他的不良因素。

2.2地基選取的不合理

現(xiàn)代城市的不斷發(fā)展,人口也是與日俱增,城市的人均面積卻越來越少,但是開發(fā)商為了自身利益,往往會忽略這一問題,他們會選擇利潤空間較大的區(qū)域,進(jìn)行高層建筑的建設(shè)。相關(guān)單位缺乏巖土工程勘察資料或是資料不全面,若沒有這些資料,設(shè)計(jì)就缺少了必要的依據(jù)。在高層建設(shè)之前,開發(fā)商應(yīng)該對該區(qū)域進(jìn)行實(shí)地考察,了解其土地的質(zhì)量,適合高層建筑的土地必須保證土地的堅(jiān)硬或密實(shí)均勻,不能垮在兩類土壤上,避開不利的地形,地基的選擇直接影響到抗震的能力。

2.3結(jié)構(gòu)體系與材料的選用問題

在地震多發(fā)地區(qū),結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)和建筑材料的選擇,受到人們的廣泛關(guān)注和重視。目前,我國建筑物大部分是由鋼筋混凝土組成的,變形的控制與設(shè)計(jì)必須以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為準(zhǔn)。當(dāng)鋼筋混凝土彎曲變形時,側(cè)移會較大,雖然利用鋼框架會減少位移,但同時會增加鋼筋的負(fù)荷,無明顯輔助效果,為避免造成不利的影響,應(yīng)盡可能降低它們的剛度。

2.4短柱與軸壓比問題

在高層建筑中,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑容易出現(xiàn)柱斷面較大的問題,這主要是控制柱軸壓比造成的,而柱斷面尺寸不會因?yàn)槭褂酶邚?qiáng)度混凝土而顯著性減小。如果柱的塑性變形能力小,結(jié)構(gòu)延性就很差,在發(fā)生地震的時候,由于吸收地震能量與耗散少,就很容易發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。所以在超高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)慎用鋼筋混凝土。

三、解決高層建筑抗震設(shè)計(jì)問題的對策

首先,對于高層位置的選擇,開發(fā)商要在建筑前,對土地質(zhì)量及周邊位置要進(jìn)行嚴(yán)格考察,查看建設(shè)高層的區(qū)域是否適合建筑,不能一味只顧自己眼前的利益,也要考慮到建筑的安全因素。建筑相關(guān)部門對建筑的審批也要認(rèn)真負(fù)責(zé),嚴(yán)格控制建筑中超高的問題,若房屋在發(fā)生地震時,不會發(fā)生較大的變形或破壞,保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

在高層建筑中,結(jié)構(gòu)體系與材料優(yōu)選是一個極為重要的問題,在建筑時,確定短柱并采取相應(yīng)對策,可以使用復(fù)合螺旋箍筋,達(dá)到強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁的特點(diǎn)。對于短柱來說,抗剪承載力不及抗彎承載力,一旦發(fā)生地震,會因剪力而失去作用,抗彎強(qiáng)度的作用也不能發(fā)揮出來,這時就必須人為的地降低抗彎強(qiáng)度。對于材料的選擇,可以對材料參數(shù)隨機(jī)性的抗震模糊可靠度進(jìn)行分析,綜合考慮材料參數(shù)的變異性,可以盡量選混凝土材料。

從地基承載力來看,在同樣的地基條件下,減輕結(jié)構(gòu)自重意味著在不增加基礎(chǔ)或地基處理造價的情況下,可以增加層數(shù)。發(fā)生地震時,如果結(jié)構(gòu)質(zhì)量增加,也會引起地震力的增加,高層建筑由于高度較高,其重心也過高,受到的危害也很大,設(shè)計(jì)時對高層建筑物的填充墻及隔墻應(yīng)采用輕質(zhì)材料。

高層建筑在結(jié)構(gòu)上應(yīng)設(shè)置多道抗震防線,在大地震發(fā)生之后,往往會伴隨多次余震,如果僅僅設(shè)置一道防線,可能在強(qiáng)烈地震作用下,這條防線會遭到破壞,此時再發(fā)生余震,使防線又遭到重創(chuàng),此防線可能無法承受,建筑物就面臨倒塌的危險(xiǎn)。設(shè)置多道防線,可以抵擋后續(xù)的地震的沖擊,分散了地震的威力,使房屋更加有保障。高層結(jié)構(gòu)形式應(yīng)采用具有及壁式框架剪力墻,剪力墻框架簡體,筒中筒等多道抗戰(zhàn)防線結(jié)構(gòu)體系。

積極采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),進(jìn)行定量分析,使結(jié)構(gòu)的變形能力滿足在預(yù)期的地震作用下的變形要求。提高結(jié)構(gòu)阻尼,采用高延性構(gòu)件。提高結(jié)構(gòu)的耗能能力,減輕地震作用,減小樓層地震剪力。建造高層建筑最好選堅(jiān)硬的場地土,可以減少地震能量輸入,減輕對建筑的破壞程度。

四、結(jié)語

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時,要充分考慮到抗震設(shè)計(jì),應(yīng)透徹了解抗震設(shè)計(jì)的基本原則,在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)占有重要的地位,嚴(yán)格遵照抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,對抗震設(shè)計(jì)中存在的問題應(yīng)重視起來,并及時改正。隨著高層的抗震設(shè)計(jì)方法和技術(shù)在不斷進(jìn)步,結(jié)合建筑實(shí)際情況,設(shè)計(jì)合理的抗震結(jié)構(gòu),只有從高層建筑物內(nèi)部實(shí)施結(jié)構(gòu)抗震,才能從根本上提高高層建筑的抗震能力,確保實(shí)際工程中的抗震質(zhì)量,以防止地震帶來巨大的損失和危害,保護(hù)人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 來曉慧、郎春雨.淺談高層抗震設(shè)計(jì)常見問題及其對策[J].科技風(fēng).2012.

[2] 葛振軍、李彬.抗震設(shè)計(jì)常見問題淺析[J].工程質(zhì)量.2007.

[3] 李志德.抗震分析與設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2008.

第9篇:抗震設(shè)計(jì)原則范文

【關(guān)鍵詞】房建結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),抗震設(shè)計(jì)現(xiàn)狀,要求

中圖分類號:S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

一、前言

房建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),關(guān)乎民生,關(guān)乎經(jīng)濟(jì)發(fā)展,社會穩(wěn)定,對房屋建筑實(shí)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主要涉及對建筑高度,承載力,總體結(jié)構(gòu),各個部件的性能規(guī)劃等一系列的因素,要求通過對各個構(gòu)件和整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上,既實(shí)現(xiàn)滿足居民生活生產(chǎn)保障安全的需要,又具有值得欣賞的美學(xué)價值。增強(qiáng)房建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),必須綜合考慮地基,房屋的結(jié)構(gòu)體系選擇,綜合布局等多方面建設(shè)因素,是一項(xiàng)及其專業(yè),嚴(yán)謹(jǐn),復(fù)雜的高技術(shù)工作。

二、建筑抗震的主要影響因素

1、抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

目前,國內(nèi)在不同地區(qū)設(shè)定的基本設(shè)防烈度,主要是根據(jù)該地區(qū)以及具體建筑在一段時間內(nèi)遭受地震以及地震強(qiáng)度的概率而定的。如果是一般建筑,則執(zhí)行基本烈度設(shè)防,如果是重要的建筑物,則相應(yīng)地提高設(shè)防烈度,但是,隨著設(shè)防烈度的提高,建筑的造價會相應(yīng)增加。

2、建筑結(jié)構(gòu)形式

為了有效地保證建筑物“小震不壞,中震可修,大震不倒”,在最新的設(shè)計(jì)規(guī)范中,磚混內(nèi)框架結(jié)構(gòu)被嚴(yán)格取締了。目前,主要采用的是框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等??蚣芙Y(jié)構(gòu)空間布置靈活,相對造價低,但是其在水平地震力作用下,容易發(fā)生剪切變形,因此,框架結(jié)構(gòu)適用的高度相對較低。剪力墻結(jié)構(gòu)平面布置沒有框架靈活,但其平面內(nèi)自身剛度大,強(qiáng)度高,整體性能好,在水平荷載作用下變形小,抗震性能較強(qiáng),適用于高度較高的高層建筑。

3、抗震措施

抗震措施主要是根據(jù)建筑的重要性決定的。在確定建筑等級及場地類型之后,將先進(jìn)的抗震理念和系統(tǒng)的分析計(jì)算納入到抗震設(shè)計(jì)中,即可改善建筑抗震性能,提高建筑抗震效果。

三、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本要求

有抗震性要求的框架結(jié)構(gòu),應(yīng)設(shè)計(jì)成延性框架,遵守“強(qiáng)柱弱梁” 、“強(qiáng)剪弱彎”、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)構(gòu)件等設(shè)計(jì)原則,柱截面不宜過小,應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)側(cè)移變形及軸壓比的要求。在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的時候,需要確定框架結(jié)構(gòu)的抗震等級,根據(jù)不同的等級進(jìn)行設(shè)計(jì),主要是為保證框架結(jié)構(gòu)具有較好的延性,并且能滿足合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)要求。構(gòu)件設(shè)計(jì)時應(yīng)滿足各自的基本要求:①框架結(jié)構(gòu)在進(jìn)行梁端抗震設(shè)計(jì)時,既要允許塑性鉸在梁上出現(xiàn)又不要發(fā)生梁剪切破壞,同時還要防止由于梁筋屈服滲入節(jié)點(diǎn)而影響節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的性能,使梁形成塑性鉸后仍有足夠的受剪承載力,梁筋屈服后,塑性鉸區(qū)段應(yīng)有較好的延性和耗能能力。②框架柱在設(shè)計(jì)時,應(yīng)該遵循強(qiáng)柱弱梁,使柱盡量不要出現(xiàn)塑性鉸,在彎曲破壞之前不發(fā)生剪切破壞,使柱有足夠的抗剪能力,同時控制柱的剪切比不要太大。③框架節(jié)點(diǎn)在地震破壞時,主要是節(jié)點(diǎn)核心區(qū)剪切破壞和鋼筋錨固破壞,因此在設(shè)計(jì)時,要采取“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)概念,保證在多遇地震時,節(jié)點(diǎn)應(yīng)在彈性范圍內(nèi)工作;在罕遇地震時,節(jié)點(diǎn)承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞。

四、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施

1、框架梁的截面抗震設(shè)計(jì)尺寸,宜符合下列各項(xiàng)要求:截面寬度不宜小于 200mm;截面高寬比不宜大于 4;凈跨與截面高度之比不宜小于4。在計(jì)算出梁控制截面處考慮地震作用的組合彎矩后,可按一般鋼筋混土受彎構(gòu)件進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算。梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于 2.5%,且計(jì)入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比,一級不應(yīng)大于 0.25,二、三級不應(yīng)大于 0.35。梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值,除按計(jì)算確定外,一級不應(yīng)小于 0.5,二、三級不應(yīng)小于 0.3。梁端剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)強(qiáng)剪弱彎的原則,按的要求加以調(diào)整,對一、二、三級抗震等級分別采取1.3、1.2、和1.1梁端剪力增大系數(shù)。

2、框架柱的截面抗震設(shè)計(jì)尺寸,宜符合下列各項(xiàng)要求:截面的寬度和高度均不宜小于 300mm;圓柱直徑不宜小于 350mm。剪跨比宜大于 2。截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。柱軸壓比不宜超過下表的規(guī)定;建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。柱的鋼筋配置,應(yīng)符合柱縱向鋼筋的最小總配筋率,中柱和邊柱的一、二、三、四抗震等級分別是1.0、0.8、0.7、0.6,角柱、框支柱的一、二、三、四抗震等級分別是1.2、1.0、0.9、0.8。同時每一側(cè)配筋率不應(yīng)小 0.2%;對建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,數(shù)值應(yīng)增加 0.1。 當(dāng)采用HRB400 級熱軋鋼筋時應(yīng)允許減少 0.1,混凝土強(qiáng)度等級高于 C60 應(yīng)增加 0.1。

3、框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑宜按規(guī)范中的柱箍筋加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑,一、二、三級框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)配箍特征值分別不宜小于 0.12、0.10 和 0.08 且體積配箍率分別不宜小于 0.6%、0.5% 和 0.4%。柱剪跨比不大于 2 的框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)配箍特征值不宜小于核芯區(qū)上、下柱端的較大配箍特征值。

五、基于剪力墻結(jié)構(gòu)建筑體形的抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)

高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),除了要合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系外,要特別重視建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置。建筑體形是指建筑的平面和立面;結(jié)構(gòu)總體布置是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布置。建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置對結(jié)構(gòu)的抗震性能具有決定性的作用。

1、震害及抗震概念設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有許多不確定因素(地震特性、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等),進(jìn)行精確的抗震計(jì)算是非常困難的。結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)除了進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算外,要特別注重結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師運(yùn)用“概念”進(jìn)行分析,做出判斷,并采取相應(yīng)措施。根據(jù)概念設(shè)計(jì),抗震房屋的建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置應(yīng)符合如下原則:采用規(guī)則結(jié)構(gòu),不采用嚴(yán)重不規(guī)則結(jié)構(gòu);明確的計(jì)算簡圖和合理的傳力路徑;具有必要的剛度和承載力,具備良好的彈塑性變形能力和消耗地震能量的能力;部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞不應(yīng)導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)倒塌,增加超靜定結(jié)構(gòu)的次數(shù)。滿足抗震設(shè)計(jì)原則:即:“強(qiáng)節(jié)弱桿”、“強(qiáng)豎弱平”、“強(qiáng)剪弱彎”;置多道抗震防線,形成兩道或多道的抗震防線,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗倒塌能力。

2、建筑平面和結(jié)構(gòu)平面布置

高層建筑的外形分為板式和塔式兩大類:板式建筑平面兩個方向的尺寸相差較大,塔式建筑平面兩個方向的尺寸接近。多數(shù)高層建筑為塔式。對抗風(fēng)有利的建筑平面形狀是簡單規(guī)則的凸平面,如圓形,正多邊形、橢圓形等平面,以減小風(fēng)壓,有較多凹凸的復(fù)雜平面,對抗風(fēng)不利,如V形、Y形等。對抗震有利的建筑平面形狀是簡單、規(guī)則、對稱、長寬比不大的平面。

六、結(jié)束語

綜上所述,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)十分重要,加上我國今年來地震較多,加強(qiáng)房屋抗震設(shè)計(jì)對于居民的安全具有很大作用,應(yīng)該不斷的加強(qiáng)研究。

參考文獻(xiàn):

[1] 張立軍 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型及抗震沒計(jì) [期刊論文] 《科技與生活》 -2011年14期

[2]孟虎 房建工程磚混結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)與前瞻性研究 [期刊論文] 《科技與企業(yè)》 -2011年9期

[3]萬忠倫 成都驛園高層住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) [期刊論文] 《鐵道建筑》 PKU -2008年12期

[4]呂西林.周德源、李思明、陳以一、陸浩亮.抗震設(shè)計(jì)理論與實(shí)例[M].同濟(jì)大學(xué)出版社.2011

相關(guān)熱門標(biāo)簽